SBR及其衍生工艺简介

活性污泥法及其基本流程

一、活性污泥

活性污泥(activesludge)是由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。

二、活性污泥法

活性污泥法是一种污水的好氧生物处理法，由英国的克拉克(Clark)和盖奇(Gage)于1912年发明。如今，活性污泥法及其衍生改良工艺是处理城市污水最广泛使用的方法。它能从污水中去除溶解性的和胶体状态的可生化有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，同时也能去除一部分磷素和氮素。废水生物处理中微生物(micro-organism)悬浮在水中的各种方法的统称。因悬浮的微生物群体呈泥花状态，故名。

三、活性污泥法基本流程

典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。从鼓风机送来的压缩空气，通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，还使混合液处于剧烈搅动的状态，呈悬浮状态。溶解氧、活性污泥与污水互相混合、充分接触，使活性污泥反应得以正常进行。

活性污泥法基本流程示意图

第一阶段：污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上，这

是由于其巨大的比表面和多糖类黏性物质。同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。

第二阶段，微生物在氧气充足的条件下，吸收这些有机物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果，污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理。

第三阶段：经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池，混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离，澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出，其中大部分作为接种污泥回流至曝气池，以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度;增殖的微生物从系统中排出，称为"剩余污泥"。事实上，污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。

活性污泥法的原理形象说法:微生物"吃掉"了污水中的有机物，这样污水变成了干净的水。

活性污泥法脱氮除磷种类及去除机理

一、污水中氮磷的种类

污水中氮存在有四种形式，即有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮以及硝酸盐氮。污水中有机氮主要来自氨基酸、多肽和蛋白质，都是生物过程中的产物，有机氮的增加，说明水污染严重。污水中氨氮是微生物活动的产物，在收集、输送污水过程中，由于微生物的作用，使有机氮分解变成氨氮。氨氮是指铵离子和氮的总称，它以铵根或氮溶解气体形式存在，水中氨氮量的大小，是衡量水污染程度的指标之一。

污水中磷的存在形态主要是磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷。

二、污水中氮磷的去除机理

1、生物脱氮机理

污水生物处理脱氮过程主要是氮的转化，即同化、氨化、硝化和反硝化。

（1）同化作用：在生物处理过程中，污水中的一部分氮（氨氮或有机氮）

被同化成微生物细胞的组成成分。同化作用的氨氮去除率一般为8%～20%。

（2）氨化作用：污水中的含氮有机物（一般动物、植物和微生物残体以及它们的排泄物、代谢产物所含的有机氮化合物，主要包括蛋白质、核酸、尿素、尿酸、几丁酸质、卵磷脂等含氮有机物）在氨化菌的作用下，分解、转化并释放出氨。

（3）硝化作用：氨氮在有氧存在的情况下经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化为硝酸盐的过程称为生物硝化过程。

（4）反硝化作用：在缺氧的条件下，反硝化细菌利用各种有机质（如甲醇等）作为电子供体，利用硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体进行缺氧呼吸，将硝酸氮还原为N2。当污水中缺乏有机物时，微生物也可以利用无

S）作为反硝化的电子供体进行的内源反硝化，但由于内源反机盐如硫化钠（Na

2

硝化使细胞原生质减少，并会有氨氮生成，污水处理中为避免此反应占主导地位而提供必要的碳源。

生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较缓慢，所以，要有足够的污泥泥龄（即污泥在曝气池中的停留时间）。反硝化菌的生长主要是在缺氧条件下进行，并且要用充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行。

2、生物除磷机理

磷细菌（也称为聚磷菌、除磷菌），可过量摄取磷，以聚合磷酸盐的形式贮存在细胞体内。

（1）在厌氧（没有溶解氧和氧化态的氮）条件下：除磷菌能分解体内的聚磷酸盐而产生ATP，并利用ATP将废水中的有机物摄入细胞内，以聚b-羟基丁酸等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时还将分解聚磷酸盐所产生的磷酸排出体外。

（2）在好氧（DO在2mg/l）条件下：聚磷菌利用污水中的BOD

或体内贮存

5

的聚b-羟基丁酸的氧化分解所释放的能量来摄取废水中的磷，一部分磷被用来合成ATP，另外绝大部分的磷则被合成为聚磷酸盐而贮存在细胞体内。

（3）富磷污泥的排放：在好氧条件下所摄取的磷比在厌氧条件下所释放的磷多，污水生物除磷工艺是利用聚磷菌的这一过程，将多余剩余污泥排出系统而达到除磷的目的。

生物除磷主要是通过排出剩余污泥而去除磷的，因此，剩余污泥多少将对除磷效果产生影响，一般污泥龄短的系统产生的剩余污泥量较多，可以取得较高的除磷效果。有报道称，当泥龄为30d时，除磷率为40%，泥龄为17d时，除磷率为50%，而当泥龄降至5d时，除磷率达到87%。

SBR及其衍生工艺介绍

SBR是序批间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式即在一个池子内完成曝气（好氧池），沉淀（二沉池）两个阶段，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。

序批间歇式活性污泥法一个周期一般分为：进水，曝气反应，沉淀、排水和闲置五个阶段。

1．进水阶段：指从向反应器开始进水至到达反应器最大容积时的一段时间。进水阶段所用时间需根据实际排水情况和设备条件确定．在进水阶段，曝气池在一定程度上起到均衡污水水质、水量的作用，因而，对水质、水量的波动有一定的适应性。在此期间可分为三种情况：曝气(好氧反应)、搅拌(厌氧反应)及静置。在曝气的情况下有机物在进水过程中已经开始被大量氧化，在搅拌的情况下则抑